第三章 GE FANUC PLC 指令集(一) 繼電器指令
上傳時間: 2013-06-10
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專輯類-實用電子技術專輯-385冊-3.609G 第三章-GE-FANUC-PLC-指令集-一-繼電器指令.pdf
標簽: GE-FANUC-PLC 指令集 指令
上傳時間: 2013-06-18
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、可再生能源發(fā)電以及超導儲能系統等領域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結構、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩(wěn)態(tài)分析和小信號建模分析,為其分析、設計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現了該系統的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關管關斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎上,通過控制PWM的發(fā)生方法,實現了有源箝位功率開關管和橋臂功率開關管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態(tài)逐漸過渡到Buck工作狀態(tài),讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復位的方法,把輸入電感設計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關鍵器件參數的設計方法,設計了以DSP-TMS320F2407為核心的數字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結果。 本文立足于IBFBC的關鍵技術要求,并充分考慮工程應用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統方案設計提供理論依據,并已經在實際應用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術、微處理器技術以及控制技術的發(fā)展,基于轉子磁鏈定向的交流電機矢量控制系統以其優(yōu)良的性能受到了廣泛應用。采用SVPWM逆變器的異步電動機矢量控制系統在轉速參考值變化或者負載轉矩參考值變化的動態(tài)情況下,參考電壓矢量可能會超出基本空間矢量構成的正六邊形,此時便出現動態(tài)過調制,需要用過調制策略將超出的電壓矢量重新限定在正六邊形邊界內。不同的過調制策略會給整個系統帶來不同的動態(tài)性能,本文在對過調制策略進行完善的基礎上,針對三種過調制策略對交流電動機動態(tài)性能的影響進行了研究,并對其機理進行了理論分析與探討。 @@ 本文首先以三相異步電動機在兩相靜止坐標系下的動態(tài)方程為基礎,按照轉子磁鏈定向,設計了轉子磁鏈觀測器,完成了勵磁電流分量和轉矩電流分量的解耦,并構建了基于SVPWM的異步電動機矢量控制系統的MATLAB仿真模型。在矢量控制中,電流控制對系統性能具有重要影響。為了改善系統性能,所設計的矢量控制系統采用了同步電流控制,并對反電勢進行了前饋補償。 @@ 在分析了現有的三種過調制策略之后,對過調制策略進行了完善,并構建了異步電動機矢量控制系統的過調制仿真模型。過調制中,當原參考電壓矢量位于正六邊形中任意兩個扇區(qū)交界附近時,過調制策略2和3所得到的新電壓矢量仍會超出正六邊形邊界,過調制算法不再適用于此區(qū)域。針對以上不足,本文對過調制策略2和3進行了完善,使過調制算法適用于所有區(qū)域。采用完善后的過調制策略對轉速參考值變化和負載轉矩參考值變化的異步電動機矢量控制系統進行仿真,發(fā)現在加速與加載的條件下,過調制策略2的動態(tài)性能好于過調制策略1,而過調制策略3的動態(tài)性能最佳,具有最小的動態(tài)響應時間,暫態(tài)性能優(yōu)良;在減載的條件下,過調制策略1和2能夠很快的進入穩(wěn)定狀態(tài),但是過調制策略3卻出現問題,動態(tài)響應時間很長,說明此策略具有一定的局限性。 @@ 本文深入探討了三種過調制策略導致不同動態(tài)性能的內在機理,通過對三種過調制策略中電壓矢量的幅值和相位進行分析,理論上解釋了出現不同動態(tài)響應時間的原因。出現過調制時,過調制策略2中新電壓矢量的幅值總是大于過調制策略1中新電壓矢量的幅值,所以動態(tài)性能更好。在加速和加 載條件下,過調制策略3中新電壓矢量的相位總是超前于過調制策略1和2中新電壓矢量的相位,因此可以獲得更快的動態(tài)響應,暫態(tài)性能更佳。但是在減載條件下,過調制策略3中新電壓矢量與原電壓矢量間的相位關系處于無規(guī)律的超前滯后狀態(tài),導致過調制策略3出現問題,動態(tài)響應時間很長,說明此過調制策略有其不足之處,有待于改進。@@關鍵詞:SVPWM;矢量控制;過調制;動態(tài)性能
上傳時間: 2013-06-27
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近年來,多電平逆變器在高壓大容量電能變換中得到廣泛應用,而其控制策略和電路拓撲等已成為了研究熱點。相對傳統的兩電平逆變器,它具有效率高動態(tài)性能好,對電動機產生的諧波少,適合高壓大容量等優(yōu)點。但隨著電平數的增加,基本控制算法越來越復雜,同時還存在中點電壓不平衡等問題。將DSP數字控制技術應用于多電平逆變器不僅簡化了系統的硬件控制電路,提高了系統性能,還可以實現系統的優(yōu)化控制。 本文以二極管箝位式三電平逆變器為研究對象,首先介紹了三電平逆變器的拓撲結構和工作原理,對三電平逆變器的電路方程進行了深入的分析,在開關函數的基礎上建立了三電平逆變器的數學模型。在此基礎上,對空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)算法進行了改進,并詳細推導了該調制算法的計算公式,結合中點電位控制來確定開關矢量的作用順序,使仿真和實現都比較容易。然后重點分析了三電平逆變器直流側電容電壓不平衡問題產生的原因,提出了一種能控制逆變器直流側電容中點電位平衡的電壓空間矢量脈寬調制方法。最后采用MATLAB仿真軟件對所推導的三電平逆變器SVPWM調制算法和中點電位平衡控制方法進行了仿真分析,證明了該調制算法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-05-20
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多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應用。在多電平逆變器的多種控制策略中,空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法具有調制比大、能夠優(yōu)化輸出電壓波形、易于數字實現、母線電壓利用率高等優(yōu)點,成為人們關注的熱點。 本文首先對電力電子技術的發(fā)展前景和多電平逆變器控制技術的發(fā)展狀況進行了綜述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎上對三電平逆變器進行了研究,綜合比較了三電平逆變電路三種典型拓撲結構的優(yōu)缺點;介紹了二極管箝位型三電平逆變器,分析了二極管箝位型三電平逆變器相對于傳統兩電平逆變器的優(yōu)點,體現了課題研究的重要意義。其次,本文以中點箝位式三電平逆變器的基本拓撲結構為基礎,著重分析了三電平空間電壓矢量調制基本原理,提出了一種將最近的三個矢量合成參考矢量的空間矢量脈寬調制算法,給出大扇區(qū)和小三角形區(qū)域判斷規(guī)則以及合成參考電壓矢量的相應輸出作用順序,并優(yōu)化了開關矢量的作用順序,利于實現對中點電壓的控制,使算法易于實現。再次,論文分析了三電平逆變器直流側電容電壓不平衡產生的原因,分析了大、中、小矢量對中點電位的影響,提出了能夠影響中點電位波動的關鍵矢量,并通過分配成對小矢量的作用時間實現了對中點電位的控制。最后,采用MATLAB軟件對所推導的三電平逆變器SVPWM調制算法進行了仿真分析,結果證明了算法的可行性。
上傳時間: 2013-08-01
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高壓變頻調速技術節(jié)能效果顯著,多電平逆變器是其常用的一種電路拓撲形式。三電平逆變器能降低功率器件耐壓要求、降低諧波含量,普遍地采用電壓空間矢量脈寬調制的控制策略。將DSP數字控制技術應用于三電平逆變器不僅簡化了系統的硬件結構,提高系統性能,還可以實現系統的優(yōu)化控制。 本文首先簡要介紹了三電平逆變器的拓撲結構和控制策略,并闡述了二極管箝位式三電平逆變器電路結構和電壓空間矢量脈寬調制控制策略的實現方法。在此基礎上,通過對逆變器的工作過程分析,建立了逆變器的數學模型。并提出了一種能控制逆變器直流側電容中點電位平衡并且能降低開關損耗的電壓空間矢量脈寬調制方法。 本文在綜述人工神經網絡技術的基礎上,提出一種基于復合人工神經網絡的電壓空間矢量脈寬調制算法,充分利用人工神經網絡的快速并行處理能力、學習能力,縮短了計算時間,降低了由控制延時引起的諧波成分。最后在MATIAB/Simulink環(huán)境下,結合ANN工具箱建立了仿真模型。仿真結果證明了基于復合人工神經網絡算法的可行性。 本文進行了三電平逆變器的主電路、開關器件驅動電路、電流電壓檢測電路和保護電路等的設計。根據三電平逆變器主電路功率開關多,驅動信號不能共地的特點,本文設計一種利用光耦隔離驅動功率開關器件的驅動保護電路,降低電磁干擾,并在過流等異常情況下實時保護功率開關器件。最后以TMS320LF2407DSP為數字控制平臺,實現了三電平逆變器的電壓空間矢量脈寬調制控制策略。
上傳時間: 2013-07-07
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橫向磁通電機是近些年來出現的一種新型結構的電機,由于其轉矩密度和功率密度大的優(yōu)點受到了廣泛的關注,但我國對該種電機的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計劃項目——“新型稀土永磁電機設計與集成技術(課題編號:2002AA324020)”中有關橫向磁通永磁同步電動機的部分。本課題的目標就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機功率密度和轉矩密度大的優(yōu)點,克服其功率因數低的缺點,對橫向磁通永磁同步電動機的磁場進行計算、分析,找出功率因數偏低的原因,并提出相應的改進方法和建議。在此基礎上進行樣機的研制,對理論成果進行驗證,并力爭樣機在性能和工藝指標上有所突破,部分指標達到國際領先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機的特點及運行原理,并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機的各種結構。三維磁場的有限元計算十分復雜、計算量大,因此傳統電機均采用簡化的二維磁場進行計算。但是橫向磁通電機由于結構特殊,無法采用簡化的二維磁場的計算方法進行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機模型,對樣機進行了三維電磁場分析。在電磁場計算的基礎上,進行了電機空載反電勢,空載漏磁系數,電磁轉矩等相關參數的計算,討論了橫向磁通永磁同步電動機的結構變化對參數的影響。本文特別針對橫向磁通永磁電機功率因數較低這一問題進行了分析,找出了功率因數偏低的原因,提出了相應的改善方法和建議,對橫向磁通電機的理論研究和設計應用分析方法進行了探討。本文利用電磁場計算的結果,完成了電機運行特性仿真,克服了采用傳統磁路等效的方法帶來的誤差。最后,通過與樣機測試結果的對照研究,驗證和完善分析方法,并為進一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機奠定了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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開關磁阻電機是電機技術與現代電力電子技術、微機控制技術相結合的產物,既具有結構簡單堅固、成本低、容錯能力強,耐高溫等優(yōu)點,又在高度發(fā)展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了良好的可控性能,目前己經在多個工業(yè)部門得到應用。因此,開關磁阻電機在驅動調速領域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎上,以philip公司生產的LPC2101為主控芯片,充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力,設計并制作了SRM控制器與系統軟件。本文以開關磁阻電機的調速控制策略及其控制實現方法為主要研究內容,對開關磁阻電機的數學模型、功率變換器技術、控制策略、控制方案的實現進行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分,第一部分介紹了開關磁阻電機調速系統的構成及基本工作原理,綜述了開關磁阻電機的國內外發(fā)展現狀、特點及研究動向,總結了開關磁阻電機系統存在的技術問題,提出了本文的研究目的和主要研究內容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數學模型和準線性數學模型,然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關的相電流波形與轉子角位移的函數關系,最后根據課題所關心的控制系統設計,在理論分析的基礎上提出了SR電動機控制方案并進行了原理性分析,對SR電動機各個運行階段的特點進行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機調速系統的硬件設計進行了詳細說明,主要包括以LPC2101為核心的控制系統的研究與設計,根據SR電機的控制特點,盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源,使控制系統具有很高的控制精度和靈活性,然后對功率變換器進行了設計和制作,分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點,采用了新型IGBT功率管作為主開關元器件,使功率變換器結構得到簡化,設計了IGBT的功率驅動電路,并專門設計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護等保護單元,保證了整個系統安全可靠地運行,然后分析了SR電動機控制系統位置傳感器檢測電路設計、電流及電壓斬波電路設計、電流檢測及保護電路設計等。 第四部分主要介紹了系統的總體控制思想,分析了各個運行階段的控制策略,對控制策略的軟件實現進行了設計,并給出了軟件實現的具體流程圖,直觀地體現了軟件編程思想。最后,對系統進行了實驗研究及分析。目前,該控制系統已調試完畢,基本實現預期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關磁阻電動機控制系統進行了研究,得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機的控制特點,充分利用了ARM的硬件資源,采用PID數字調節(jié),發(fā)出相通斷信號和PWM信號,并和電流、電壓等保護信號相結合,實現對主功率元件的通斷控制。并且設計了相應的外圍硬件檢測、保護、控制及人機接口電路,使控制系統結構緊湊,可靠性高;系統的控制軟件設計,采用模塊化的程序設計方法,增強了系統的可讀性及可維護性,實現了一種電壓斬波和電流斬波控制相結合的控制方式;結合系統的硬件設計,開發(fā)了相應的軟件模塊,使系統具有完善的保護和控制性能。 本系統經過試驗,調速范圍可達100~2000轉/分,效率較高,性能優(yōu)良,驗證了控制思想和控制方法的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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上傳時間: 2013-05-21
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